4. Конструкція датчика

Конструкцію індуктивного датчика розглянемо з прикладу дистанційного манометра з індуктивним перетворювачем типу ДІМ.

Датчик тиску з індуктивним перетворювачем конструктивно складається з пружного чутливого елемента, котушки з сердечником, рухомого якоря, запобіжної мембрани, плати, регульованого упору, що протидіє пружині, поміщених в герметичний теплостійкий корпус. Рідина підводиться до чутливого елементу через штуцер розташований у нижній частині корпусу датчика. Живлення електричної схеми датчика здійснюється через штепсельний роз'єм. Дані датчики використовуються в авіації для вимірювання тиску в рідких середовищах. Конструктивна схема індуктивного датчика тиску показана на рис. 2.

Рис. 2. Конструктивна схема індуктивного датчика тиску:

1 – пружний чутливий елемент; 2 –корпус; 3 – захисне кільце; 4 – кришка; 5 – регульований упор; 6 – плата; 7, 8, 14 – гвинти; 9 – котушка з сердечником; 10 – протидіюча пружина; 11 – рухливий якір; 12 – шток; 13 – гайка; 15 – прокладка; 16 – кожух; 17 – штепсельний роз’єм; 18 – запобіжна мембрана

Манометри даного типу не вимагають використання передатньо-множинного механізму ПММ, в них відсутні пари, що труться. Це забезпечується використанням в якості електричного перетворювача (первинного перетворювача) індуктивного перетворювача. Манометри типу ДІМ (дистанційні індуктивні) охоплюють діапазон тисків, що вимірюються, до 30 МПа з пульсаціями до 700 Гц. Пружний чутливий елемент ПЧЕ манометрів типу ДІМ залежно від діапазону тисків, що вимірюються, є мембрани або мембранні коробки. Покажчиком є ​​магнітоелектричний двокотушковий логометричний покажчик з рухомим магнітом.

У схемі диференціального індуктивного перетворювача тиску (рис. 2) для виключення руйнування ПЧЕ при великих тисках передбачена запобіжна мембрана 7, регульована упором 12.

Рис. 3. Принципіальна електрична схема манометра типу ДІМ

У манометрі типу ДІМ (рис. 3) при деформації ПЧЕ переміщається якір 18 (див. рис. 2), що викликає зміну повітряних щілин диференціального індуктивного перетворювача, а відповідно і індуктивностей котушок L₁ і L₂. Котушки утворюють два плеча мостової схеми, у якій двома іншими плечима служать резистори R₁ і R₂. Так як логометр працює на постійному струмі, а індуктивний перетворювач живиться змінним струмом, то в схемі як випрямлячі використовуються діоди V₁ і V₂. При зміні індуктивностей котушок L₁ та L₂ змінюються струми в котушках L₃ та L₄ логометра. Рухомий магніт Е₁ зі стрілкою встановлюються за результуючим вектором магнітного потоку котушок логометра. Нерухомий магніт Е₂ служить для повернення стрілки до нуля. Похибка манометрів серії ДІМ за нормальних умов не перевищує ±4%. Розмах шкали покажчика 120^о.

5. Робота за принциповою електричною схемою

Електрична схема манометра серії ДІМ-Т показана на рис. 4. В якості чутливих елементів при вимірюванні тисків до 100 кгс/см² застосовуються гофровані мембрани, а для тисків до 300 кгс/см² – жорсткі мембранні коробки.

Рис. 4. Електрична схема манометра серії ДІМ-Т:

1 – чутливий елемент (гофрована мембрана манометричної коробки); 2 – якір індуктивного перетворювача; 3 – обмотки котушок індуктивного перетворювача; 4 – мостова вимірювальна схема датчика; 5 – логометр

При деформації чутливого елемента 1 переміщується якір 2 індуктивного датчика, і змінюються величини щілин δ₁ і δ₂. Їхня зміна призводить до зміни коефіцієнтів самоіндукції котушок L₁ і L₂ 3. Котушки при цьому включаються в мостову схему 4, утворюючи два плеча. Два інші плеча моста утворені опорами R₁ і R₂.

Оскільки індуктивні котушки живляться змінним струмом, а логометр працює на постійному струмі, напруга в схемі випрямляється за допомогою діодів Д₁ і Д₂.

Особливістю манометрів серії ДІМ-Т є застосування індуктивного перетворювача у схемі з логометром. Для узгодження цих елементів потрібний випрямляч. Проте схеми з випрямлячами нелінійні, тому аналіз процесів у них ускладнений.

Похибка манометрів серії ДІМ-Т за нормальних умов не перевищує ±4%. Ширина шкали вказівника 120°.